CAPITULO 5: ROCHAS METAMÓRFICAS 5.1. INTRODUÇÃO As

CAPITULO 5: ROCHAS METAMÓRFICAS
5.1. INTRODUÇÃO
As rochas metamórficas podem ser definidas como “rochas geradas a partir das
variações das condições de pressão e temperatura de outros tipos rochosos, condições
estes diferentes daquelas nas quais as rochas foram geradas”.
A este conjunto de transformações sofridas pelas rochas dá-se o nome de
metamorfismo, englobando todo o conjunto de transformações sofridas pelas rochas sob
novas condições de P e T, sem que as mesmas sofram fusão.
Como se pode verificar, as rochas metamórficas podem se originar de qualquer outro
tipo de rocha seja ela ígnea, sedimentar ou mesmo metamórfica, desde que as mesmas
sejam submetidas a novas condições de temperatura e pressão.
As modificações de P e T que as rochas sofrem para que se tornem rochas
metamórficas são devidas a processos naturais. Normalmente estas variações estão
associadas a processos de atividade magmática ou processos de deformação das rochas.
Estas variáveis (pressão e temperatura) podem ter dois tipos de causa cada um
delas: a pressão pode ser proveniente de esforços de deformação das rochas ou da ação de
seu peso próprio; e a variação de temperatura pode ser provocada por intrusões ou pela
ação de fluidos quentes.
5.2. MODIFICAÇÕES SOFRIDAS PELAS ROCHAS:
O conjunto de transformações ocorridas nas rochas durante o processo de
metamorfismo visa das condições de estabilidade físico-químico sob as novas condições
reinantes.
Estas novas condições de equilíbrio podem ser obtidas através de dois processos
básicos: modificações nas texturas da rocha (arranjo interno dos cristais) e modificações em
sua mineralogia. Estes processos porém podem ocorrer os dois ao mesmo tempo e se dar
de diversas maneiras: Cristalização da Matéria Amorfa; Retirada de Água da Composição
dos Minerais; Coalescência de Pequenos Cristais; Reação entre Minerais para Formar um
Novo Mineral; Reorientação de Cristais das Rochas; Ação de transportes de Ions e
Elementos por Soluções.
5.3. TIPOS DE METAMORFISMO
Os tipos de modificações possíveis durante o processo de metamorfismo são
bastante variados, como já pudemos verificar. Esta diversidade de processos aliadas às
condições locais podem dar origem a categorias diferentes de metamorfismo. Os tipos
básicos de metamorfismo são:
Metamorfismo de Contato – ocorre apenas nas vizinhanças de pequenas
instruções, abrangendo, portanto, pequenas áreas. O comprovante principal é a temperatura
e as modificações sofridas são de caráter eminente mineralógico.
Metamorfismo Geotermal – também denominado “Burial” ou “de Confinamento”,
este tipo de metamorfismo decorre principalmente da ação do peso dos sedimentos sobre
as camadas inferiores, provocando principalmente alterações texturais. A inclusão deste
processo no campo do metamorfismo é bastante discutível.
Metamorfismo Cataclástico – decorrente da ação delatas pressões dirigidas (em
zonas de falha), este tipo de metamorfismo abrange pequenas áreas. Devido à pequena
participação da temperatura no processo, as rochas sofrem somente reorientação mineral.
Metamorfismo Regional ou Dinamotermal – caracterizado pela ação intensa de
pressão e temperatura, podendo levar até à fusão parcial das rochas. Abrange grandes
áreas.
Metamorfismo Hidrotermal – causado pela percolação de intrusões fluidas quentes,
este metamorfismo provoca principalmente modificações mineralógicas nas rochas.
5.4. TEXTURAS E ESTRUTURAS:
Comumente (nas rochas ígneas e sedimentos) as feições textura e estruturas são
bastante distintas e tem significados diferentes, porém nas rochas metamórficas elas se
confundem uma vez que a textura (arranjo mineral interno) se reflete nas estruturas (feições
de orientação mineral que são distinguíveis a olho nu).
Desta forma é comum que se encontre a alguma confusão na denominação destas
feições, ora denominadas texturas ora estruturas. Utilizaremos para denominar estas feições
o termo estrutura, englobando os seguintes tipos básicos:
Foliação – qualquer tipo de orientação mineral em planos ou superfícies de rochas
metamórficas.
Xistosidade – superfície gerada pela orientação de minerais planares
(principalmente as micas).
Clivagem – orientação de pequenas partículas minerais de formas planares ou
asciculares, de caráter eminentemente plano. Sua característica principal é a regularidade
de seu comportamento plano.
5.5. MINERALOGIA DAS ROCHAS METAMÓRFICAS:
As rochas metamórficas podem apresentar uma mineralogia bastante variada uma
vez que podem se formar a partir de todo tipo de rocha, porém seus minerais essenciais
formam um grupo bastante restrito assim como no caso das rochas magmáticas e
sedimentares. Existe, porém um grupo de minerais de ocorrência mais restrita que são
típicos de rochas metamórficas.
Desta forma os minerais presentes nas rochas metamórficas podem ser dividodos
em dois grandes grupos: Minerais Essenciais – feldspatos, piroxênios, anfibólios, quartzo,
carbonatos e micas; Minerais Típicos – granada, epidoto, turmalina, cianita, estautolita,
andaluzita, serpentina e talco.
5.6. CLASSIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS:
Normalmente as rochas metamórficas apresentam feições bastante diferenciadas
uma das outras, não constituindo grupos de rochas com mineralogias e estruturas típicas.
Desta forma uma classificação coerente destas rochas (principalmente no que diz
respeito ao interesse para a engenharia civil) é bastante difícil, existindo porém algumas
tentativas de classificação baseadas em diferentes critérios: (1) Classificação baseada na
Presença de Foliação; (2) Classificação Baseada na Presença de Xistosidade; (3)
Classificação baseada no Fácies Metamórficos; e (4) Classificação baseada no Tipo de
Metamorfismo.
Como nenhuma destas classificações acima descritas apresenta interesse para as
finalidades da engenharia civil, optou-se no presente texto por não recomendar o uso de
nenhuma delas.
5.7 ROCHAS METAMÓRFICAS MAIS COMUNS:
Gnaisse – resultante do matamorfismo de granitos e granodioritos, os gnaisses
apresentam como característica mais marcante um bandeamento com alternância de cores
claras e escuras (denominado foliação gnássica) e, em alguns casos, a presença de
granada.
Filitos – caracterização principalmente por uma xistosidade muito bem desenvolvida
e alta pasticidade, os filitos são derivados de matamorfismo de folhelhos e argilitos.
Xistos – formado a partir do metamorfismo de rochas ígneas básicas, os xistos
apresentam xistosidade muito bem desenvolvida, normalmente ondulada.
Mármores – rochas metamórficas derivada de calcários, os mármores raramente
exibem xistosidade e possuem uma composição rica em carbonatos.
Quartzo – derivado de arenito, o quartzo é muito rico em quartzo pode apresentar
boa xistosidade quando apresenta boa percentagem de mica.
Itabirito – rico em hematita, exibe alternância de leitos claros e escuros, quando
alterado apresenta crosta ferruginosa pronunciada.
Serpentinito – rico em piroxênios, anfibólios e olivina, o serpentinito costuma
apresentar cores verdes e xistosidade bem desenvolvida.
Talco – decorrente do metamorfismo de rochas ígneas básicas e ultrabásicas, o
talco apresenta cores escuras (esverdeadas principalmente), xistosidade muito desenvolvida
e presença freqüente do mineral talco.
5.8. IDENTIFICAÇÃO DAS ROCHAS METAMÓRFICAS:
Apesar de haverem tentativas de utilização de chaves de identificação para as
rochas metamórficas, estas normalmente dependem de uma caracterização mineralógica
precisa da rocha, a qual as vezes só é possível com o uso de microscópio.
Como cada tipo de rocha metamórfica apresenta feições típicas, o seu
reconhecimento é bem mais fácil que o das rochas ígneas e sedimentares. Uma tentativa de
sistematização desta identificação rápida da rocha em questão. Uma árvore-lógica
desenvolvida para tal finalidade é apresentada na página seguinte.
Árvore Lógica para Identificação de rochas Metamórficas:
S
N
Apresenta Foliação?
S
Bandeamento
Claro/Escuro?
S
Apresenta
Clividade?
Ardósia
Tem Hematita?
N
Rica em Talco ou
Serpentina?
S N Itabirito
Gnaisse
Ricas em
Carbonatos?
S N N “Macia”?
S N S Quartzito
Mármore
Talco?
N
S Quartzito
Xistoso
Talco
N Xistosidade é
Ondulada?
S
N Filito
Xisto
Serpentinito
5.9. IMPORTÂNCIA PARA A ENGENHARIA CIVIL:
Como já foi possível observar nos capítulo “rochas ígneas” e “rochas sedimentares”,
o interesse para a engenharia civil se relaciona à sua mineralogia e descontinuidades
(texturas e estruturas). No caso das rochas metamórficas a situação não é diferente.
No que diz respeito à mineralogia das rochas metamórficas verifica-se que parte dos
minerais que participam de sua composição (típicos do metamorfismo) é estável apenas nas
suas condições de formação e quando submetidos a novas condições físico-químicas se
alteram facilmente. Assim, o estudo da mineralogia das rochas metamórficas pode ter dois
enfoques distintos: (1) mineralogia das rochas – que quando alteradas podem dar origem a
produtos altamente plásticos e de baixa resistência, muitas vezes orientados, o que torna o
problema maior ainda; (2) mineralogia dos Produtos Residuais – como os minerais
presentes nas rochas metamórficas são, na maioria das vezes, silicatos de Ca, Na e Mg,
sua alteração pode proporcionar a presença no solo de argilominerais expansíveis.
Com relação às estruturas, as rochas metamórficas podem apresentar dois tipos
básicos de problemas, como decorrência do fato de exibirem uma orientação dos minerais
em superfície: (1) estes planos são planos potenciais de instabilidade mesmo quando a
rocha não está alternada; (2) estas superfícies podem se tornar caminhos preferências de
percolação da água podendo gerar grande perda de resistência.